CN102358918B - 超高纯五氧化二钽和五氧化二铌除锑的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高纯五氧化二钽和五氧化二铌除锑的方法，特征是：在仲辛醇萃取体系的反钽液中加入D-296大孔阴离子交换树脂，在反铌液中加入D290大孔阴离子交换树脂，通过D-296大孔阴离子交换树脂来吸附钽，D290大孔阴离子交换树脂来吸附铌，从而达到除去仲辛醇萃取体系中与钽、铌难以分离的锑，即在锑、钽和铌分离技术中增加了离子交换除锑技术，使钽、铌中的锑降到了3PPm以下。因此，本发明具有通过大孔阴离子交换树脂来实现钽、锑、铌三者的分离、有效除去杂质元素锑从而得到超高纯五氧化二钽和五氧化二铌、去除成本低、简单易行的优点。
Description
技术领域
本发明涉及稀有金属提纯方法，尤其涉及一种超高纯五氧化二钽、五氧化二铌除锑的方法。
背景技术：
超高纯五氧化二钽、五氧化二铌是钽铌精矿通过湿法冶炼而获得的新产品，常规工艺是在HF-H2SO4仲辛醇体系或HF-H2SO4MIBK体系中进行钽铌分离提纯得到钽、铌液，所得钽、铌液再经氨中和、洗涤、烘干后，煅烧成产品--超高纯五氧化二钽、五氧化二铌。
超高纯五氧化二钽和五氧化二铌是生产钽酸锂和铌酸锂单晶的主要原料，它们是光波、精密玻璃陶瓷等材料领域的新宠，特别是铌酸锂单晶，正朝着超大直径、超薄方向发展。目前国内生产的直径3英寸以下的铌酸锂单晶，其市场逐渐被超大铌酸锂单晶所取代，形成了生产超大、超薄铌酸锂单晶所用材料非超高纯五氧化二铌莫属的局面。由于超高纯五氧化二钽、五氧化二铌的特殊性能，它已成为国防、军工、电子、冶金、光学、通讯、化工、超导、航空、航天等高科技领域不可缺少的功能材料。
《稀有金属与硬质合金》2004年6月，第32卷第2期发表的论文提到：“在同一仲辛醇体中，就萃取分离而言，锑是除不掉的，这是因为锑的易萃取程度介于铌和钽之间。即排序为：Nb＜Sb＜Ta。作者经过对Nb/Ta分离萃取槽的放样数据处理，经研究表明：钽、铌溶于HF后溶液中存在下列离子平衡：
从上述平衡方程式可知，随着体系酸性加强，平衡向右边移动，即在高酸度情况下，铌溶液中存在形式为：TaF6 — 或NbF6 —，它能在HF- H2SO4仲辛醇萃取体系中与大多数杂质分离，且效果良好，但对于锑来说，排序为：Nb＜Sb＜Ta，钽与锑分离系数β：Ta/ Sb =1.4～5.5，锑与铌的分离系数β：Sb/Nb=1.2～6.0,两个系数几乎相等。因此，在钽、铌分离的同一条件下，锑在Ta/Nb分离萃取槽中两边走，即水相出口的铌液中有锑、有机相出口的含钽有机溶液中也有锑。对钽、锑、铌三者的分离效果很差，几乎不能分离。结论是：目前仲辛醇萃取分离工艺流程是除不掉锑的，处理含锑的钽铌矿，必须另择工艺。”发明者通过生产实践发现，用这种常用工艺生产超高纯氧化钽、氧化铌确实存在着杂质元素锑无法除去的大弱点，因此只能选用无“锑”原料进行生产。目前也没有相关除锑的报道。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种通过大孔阴离子交换树脂来实现钽、锑、铌三者的分离、有效除去杂质元素锑从而得到超高纯五氧化二钽、五氧化二铌，去除成本低、简单易行的方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种超高纯五氧化二钽、五氧化二铌除锑的方法，特征是：在仲辛醇萃取体系的反钽液中加入D-296大孔阴离子交换树脂，在反铌液中加入D290大孔阴离子交换树脂，通过D-296大孔阴离子交换树脂来吸附钽，D290大孔阴离子交换树脂来吸附铌，从而达到除去仲辛醇萃取体系中与钽、铌难以分离的锑。
由于大孔吸附树脂是一类不含交换基团且有大孔结构的高分子吸附树脂，具有良好的大孔网状结构和较大的比表面积，可以通过物理吸附有选择地吸附物质。当大小不等的颗粒通过吸附树脂的时候，大粒径的颗粒由于无法通过孔径通道而从树脂外部通过，最先分离出来，其他不同粒径的颗粒会在树脂中在适合自己直径的通道通过，由于这样不同粒径颗粒在树脂中通过的时间不同，宏观上就会出现不同时间段流出颗粒不同从而起到分离的作用。
本发明根据特定的阴离子交换树脂在HF-H2SO4体系中，对形成的氟络阴离子（TaF6 —，NbF6 —）的吸附—脱附性能具有一定差异的原理，分别选用D-296大孔阴离子交换树脂和D290大孔阴离子交换树脂来纯化仲辛醇萃取体系的反钽液和反铌液，从而达到除去仲辛醇萃取体系中与钽、铌难以分离的锑，即在锑、钽和铌分离技术中增加了离子交换除锑技术，使钽、铌中的锑降到了3PPm以下。
因此，本发明具有通过大孔阴离子交换树脂来实现钽、锑、铌三者的分离、有效除去杂质元素锑从而得到超高纯五氧化二钽和五氧化二铌、去除成本低、简单易行的优点。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明的方法进行进一步的说明。
将50Kg含钽、铌的-200目矿石，在HF-H2SO4体系中溶解分离出的含Ta，Nb的溶液，通过仲辛醇萃取体系，控制反钽液中的钽含量在50～120g/L,反铌液中含量在50～120g/L。本实施方式中，优选控制溶液中的钽、铌含量均为80 g/l。
分别使反钽液中流过D-296大孔阴离子交换树脂，使反铌液中流过D290大孔阴离子交换树脂，通过D-296大孔阴离子交换树脂来吸附钽，D290大孔阴离子交换树脂来吸附铌。再将钽、铌分别脱附出来，用液氨进行中和，去离子水洗涤至，100℃烘干，分别得到Ta(OH)5和Nb(OH)5 ，将得到的Ta(OH)5和Nb(OH)5在850℃分别下进行煅烧，得到五氧化二钽和五氧化二铌。
分析结果为：
矿石中锑的含量为1000ppm。
未通过大孔阴离子交换树脂的反钽液中锑含量为950ppm，反铌液中锑含量为960ppm。
通过大孔阴离子交换树脂后的反钽液中的锑含量为18ppm，反铌液中的锑含量为19ppm。
终产品五氧化二钽中锑含量为16ppm，五氧化二铌中锑含量为14ppm。
Claims (2)
1.一种超高纯五氧化二钽除锑的方法，其特征在于：控制仲辛醇萃取体系的反钽液中钽含量在50～120g/L,在反钽液中加入D296大孔阴离子交换树脂来吸附钽，从而达到除去仲辛醇萃取体系中与钽难以分离的锑。
2.一种超高纯五氧化二铌除锑的方法，其特征在于：控制仲辛醇萃取体系的反铌液中铌含量在50～120g/L，在反铌液中加入D290大孔阴离子交换树脂来吸附铌，从而达到除去仲辛醇萃取体系中与铌难以分离的锑。
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